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《BCZT無鉛壓電陶瓷的助熔燒結(jié)和壓電性能研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、工學碩士學位論文BCZT無鉛壓電陶瓷的助熔燒結(jié)和壓電性能研究黃偉哈爾濱理工大學2018年3月國內(nèi)圖書分類號:O437.2工學碩士學位論文BCZT無鉛壓電陶瓷的助熔燒結(jié)和壓電性能研究碩士研究生:黃偉導師:林家齊教授申請學位級別:工學碩士學科、專業(yè):材料物理與化學所在單位:理學院答辯日期:2018年3月授予學位單位:哈爾濱理工大學ClassifiedIndex:O437.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringAidedsinteringandPiezo
2、electricPerformancesofBCT-BZTLead-freeceramicsCandidate:HuangWeiSupervisor:Prof.LinJiaqiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:CollegeofScienceDateofOralExamination:March,2018HarbinUniversityofScienceandUniversity:Technology哈爾濱理工大學碩士學位論
3、文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:此處所提交的碩士學位論文《BCZT無鉛壓電陶瓷的助熔燒結(jié)和壓電性能研究》,是本人在導師指導下,在哈爾濱理工大學攻讀碩士學位期間獨立進行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知,論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文研究工作做出貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔。作者簽名:黃偉日期:2018年3月29日哈爾濱理工大學碩士學位論文使用授權(quán)書《BCZT無鉛壓電陶瓷的助熔燒結(jié)和壓電性能研究》系本人在哈爾濱理工大學攻讀碩士學
4、位期間在導師指導下完成的碩士學位論文。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大學所有,本論文的研究內(nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解哈爾濱理工大學關(guān)于保存、使用學位論文的規(guī)定,同意學校保留并向有關(guān)部門提交論文和電子版本,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)哈爾濱理工大學可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文,可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。本學位論文屬于保密□,在年解密后適用授權(quán)書。不保密?。(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打√)作者簽名:黃偉日期:2018年3月29日導師簽名:林家齊日期:2018年3月29日BCZ
5、T無鉛壓電陶瓷的助熔燒結(jié)和壓電性能研究摘要鐵電壓電陶瓷是將電能和機械能進行相互轉(zhuǎn)化的功能陶瓷,應(yīng)用十分廣泛。過去幾十年,以PZT為代表的含鉛壓電陶瓷牢牢占據(jù)著壓電陶瓷市場,雖然其有優(yōu)異的性能,但容易對環(huán)境造成污染,因此研究高性能無鉛壓電陶瓷性能具有重大的意義。x(Ba0.7Ca0.3)TiO3-(1-x)Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(簡稱為xBCT-(1-x)BZT或者BCZT)陶瓷具有優(yōu)異的電學性能和環(huán)保性,但燒結(jié)溫度過高,成本高,經(jīng)濟效益低是限制其廣泛應(yīng)用的難點。學者們通過多年研究發(fā)現(xiàn),B
6、CZT無鉛壓電陶瓷在準同型相界附近具有巨壓電系數(shù),合適的助燒劑能降低BCZT的最佳燒結(jié)溫度,并在一定程度上提高BCZT陶瓷的電學性能。本文利用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法制備了0.48[(Ba0.7Ca0.3)TiO3]-0.52[Ba(Zr0.2Ti0.8)O3]陶瓷,探究1350℃-1450℃范圍的燒結(jié)特性和介電、壓電、鐵電性能。結(jié)果表明,1350℃、1370℃、1430℃、1450℃燒結(jié)的樣品均為純的鈣鈦礦結(jié)構(gòu),無雜相,1390℃燒結(jié)的樣品和1410℃燒結(jié)的樣品有焦綠石相產(chǎn)生。1430℃燒結(jié)的樣品性能最優(yōu)
7、:其密度為5.267g/cm3、剩余極化強度為10.24μC/cm2、壓電常數(shù)(d33)為413pC/N、逆壓電常數(shù)為790pm/V。在此基礎(chǔ)上,本文選用LiNbO3和NaCl作為助熔燒結(jié)劑,探索了不同濃度摻雜對0.48[(Ba0.7Ca0.3)TiO3]-0.52[Ba(Zr0.2Ti0.8)O3]陶瓷樣品燒結(jié)特性和電學性能的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),0.2wt%的LiNbO3助燒劑摻雜,能夠?qū)CZT陶瓷體系的最佳燒結(jié)溫度從1430℃降低到1370℃:此時晶粒生長均勻,密度為5.472g/cm3、壓
8、電系數(shù)(d33)為502pC/N、最大極化強度(P2max)為16.9μm/cm、剩余極化強度(Pr)為9.9μm/cm2、矯頑場(E*c)為3.32kV/cm、逆壓電系數(shù)(d33)為837pm/V。0.4wt%的NaCl助燒劑摻雜,能夠?qū)CZT陶瓷體系的最佳燒結(jié)溫度從1430℃降低到1410℃:此時晶粒生長均勻,晶粒之間有明顯的液相產(chǎn)生,密度為5.472g/cm3、壓電系數(shù)(d233)為462pC/N、最大極化強度(Pmax)為16.6μm/cm、剩余極化強度(Pr)為11.2